JP2004281801A

JP2004281801A - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2004281801A
Application number: JP2003072351A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tsuge; 隆柘植
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】モジュール枠の空洞部に溜まった水が凍結して膨張してモジュール枠を変形させることがあった。
【解決手段】透光性基板と裏面材との間に太陽電池素子を配置して外周部に空洞部１５を有するモジュール枠１０を取り付けた太陽電池モジュールであって、上記モジュール枠１０の空洞部１５に充填材を充填し、空洞部１５に雨水等が溜まることを防止する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池モジュールに関し、特に外周部にモジュール枠を取り付けた太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池素子は単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また野外に太陽電池を取り付けた場合、雨などからこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため複数の太陽電池素子を接続し、透光性基板とエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材で封入して太陽電池モジュールを作成することが通常行われている。
【０００３】
図４は従来の太陽電池モジュールを示す図である。図４において、１はモジュール枠、２は他辺に取り付けられるモジュール枠、３は太陽電池パネル、４はモジュール枠の内壁、５はビス穴、６はモジュール枠の空洞部、７はビス、８は貫通穴、９は排水口を示す。
【０００４】
モジュール枠１、２は通常太陽電池モジュールに必要な強度などを考慮してアルミニウムで作られる。太陽電池パネル３はモジュール枠１、２に設けられたコ字状の勘合部に嵌め込まれる（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
コ字状の嵌合部とモジュール枠１の内壁部４とモジュール枠１の外壁部と底部とに囲まれてモジュール枠１の空洞部６ができる。ビス７はモジュール枠１と他辺に取り付けられるモジュール枠２を固定するもので、通常２本程度用いられ、貫通穴８を通ってビス穴５に螺入させて固定する。
【０００６】
このような構造のモジュール枠１、２を用いた太陽電池モジュールを屋外の傾斜した架台に設置した場合、モジュール枠１と他辺に取り付けられるモジュール枠２との連結部などから雨水などが入り、モジュール枠１、２の空洞部６に雨水などが溜まることがあった。冬季にモジュール枠１、２の空洞部６に雨水などが溜まった場合、この溜まった雨水が凍結して膨張してモジュール枠１、２を変形させることがあった。
【０００７】
この対策として太陽電池モジュールの各辺のモジュール枠１、２の底部又は側部に直径１〜５ｍｍ程度の排水口９を設けて排水するようにしている。
【０００８】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−８３９２１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、寒冷地に設置した太陽電池モジュールでは、上述のような排水口９も氷結して閉ざされ、空洞部６に溜まった水が凍結して膨張してモジュール枠１、２を変形させることがあった。
【００１１】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的は雨水などの凍結によるモジュール枠の変形を解消した太陽電池モジュールを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る太陽電池モジュールでは、透光性基板と裏面材との間に太陽電池素子を配置して外周部に空洞部を有するモジュール枠を取り付けた太陽電池モジュールにおいて、前記モジュール枠の空洞部に充填材を充填したことを特徴とする。
【００１３】
また、上記太陽電池モジュールでは、前記充填材が発泡ウレタンであることが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る太陽電池モジュールを分解した状態を示す図であり、２０は太陽電池パネル、２１は透光性基板、２２ａ、２２ｂは充填材、２３は太陽電池素子、２４は裏面シート、２５はインナーリードを示す。
【００１５】
透光性基板２１と裏面シート２４との間に充填材２２ａ、２２ｂで挟持された複数の太陽電池素子２３をラミネーターと呼ばれる装置で一体化して太陽電池パネル２０が形成される。この太陽電池パネル２０は平面視した場合の形状が正方形、長方形、台形などになるように形成される。
【００１６】
この太陽電池パネル２０の外周部に、図２示すようなモジュール枠を取り付ける。図２は太陽電池パネルの外周部に取り付けられるモジュール枠を示す図であり、１０はモジュール枠、１１はモジュール枠の側壁部、１２は太陽電池パネルを嵌め込むコ字状部、１３はモジュール枠の内壁部、１４はモジュール枠の底部、１５はモジュール枠の空洞部、１６はネジ穴を示す。
【００１７】
このモジュール枠１０は、太陽電池モジュールとして必要な機械的強度や耐候性能の確保に必要なほか、太陽電池モジュールを野外に設置する場合の架台と太陽電池モジュールとの固定にも必要なものである。モジュール枠１０の内壁部１３は、このモジュール枠１０に必要な強度を確保するために設けられるものである。また、モジュール枠１０の空洞部１５は太陽電池パネル２０を嵌め込むコ字状部１２とモジュール枠１０の内壁部１３とモジュール枠１０の側壁部１１、モジュール枠１０の底部１４に囲まれてできる部分である。
【００１８】
空洞部１５の内部にはモジュール枠１０同士の固定に用いられるネジ穴１６が設けられる。ネジ穴１６は通常２〜３個程度設けられ、その直径は３〜６ｍｍ程度である。また、このようなモジュール枠１０はアルミニウムの押し出し成形で作られることが多く、そのモジュール枠１０の外表面にはアルマイト塗装などが施される。
【００１９】
図３はモジュール枠１０の空洞部１５に充填する充填材を示す図である。図３において、１７は充填材を示し、その形状は空洞部１５と概略近似した形状のものである。
【００２０】
充填材１７の材質は発泡ウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、弗素樹脂、アクリル樹脂、発泡スチロール、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、天然ゴムなどのプラスチックやゴムで作られる。その作製方法は、所定形状の金型を使用した射出成形や切り出して形成する。また、風船のような中空状のものでも使用できる。
【００２１】
これらの中でも発泡ウレタンはスプレー缶によって原料ガスをモジュール枠１０の空洞部１５の内部に向けスプレーするだけで簡単に、安価に、さらに軽量かつ緻密に充填材１７として充填でき、モジュール枠１０の空洞部１５の内部が複雑に入り組んでいても対応でき、さらに吸水率も０．０３ｖｏｌ％と小さく、寸法安定性も高いので最適である。また、発泡ウレタンをモジュール枠１０の空洞部１５に充填することによってモジュール枠１０の曲げ強度が向上し、その結果太陽電池モジュールの強度が向上する。さらに、発泡ウレタンの熱伝導率は０．０３Ｗ／ｍｋと小さいため、建物の外壁や屋根の上に太陽電池モジュールを設置したときの太陽電池モジュールの断熱性能も向上する。また、モジュール枠１０の空洞部１５の内表面に接着するように発泡ウレタンが充填されるため、空洞部１５の内表面がカバーされて空洞部１５の内表面の腐食やカビの発生を防ぐことができ、モジュール枠１０の信頼性が向上する。
【００２２】
上述のような空洞部１５に充填材１７を設けたモジュール枠１０を太陽電池パネル２０の外周部に差し込み、さらにその角部分をビス（不図示）で固定する。
【００２３】
このように空洞部１５に充填材１７を充填したモジュール枠１０を太陽電池モジュールに使用することにより、太陽電池モジュールを屋外に設置した後もこの空洞部１５に雨水などが溜まることがなくなり、これによって空洞部１５の内部に溜まった水の凍結でモジュール枠１０が変形することがなくなる。
【００２４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。例えば太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、薄膜系太陽電池などでもモジュール枠を具備した太陽電池モジュールであれば適用可能である。
【００２５】
また、本発明ではアルミニウム製の枠だけでなく、小型の太陽電池モジュールなどに用いられる樹脂製のモジュール枠にも適用可能である。この樹脂製のモジュール枠の空洞部１５に発泡ウレタンなどの充填材１７を充填した場合、特にその強度を大きく向上させることができて有用である。
【００２６】
さらに、既設の太陽電池モジュールにおいても、そのモジュール枠１０に設けられている排水口９等を利用して発泡ウレタンの充填が可能であり、水の凍結によるモジュール枠１０の変形を防止したり、モジュール枠１０の強度向上等を図ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る太陽電池モジュールによれば、透光性基板と裏面材との間に太陽電池素子を配置して外周部に空洞部を有するモジュール枠を取り付けた太陽電池モジュールにおいて、上記モジュール枠の空洞部に充填材を充填したことから、空洞部内に大量の水が溜まることはなく、もって空洞部の内部に溜まった水の凍結でモジュール枠が変形することがなくなるとともに、簡単、安価に太陽電池モジュールの強度を向上させることができ、その耐候性能や信頼性の向上を図ることができ、さらに太陽電池モジュールの断熱性能の向上も図ることができ、さらにモジュール枠の空洞部の内表面の腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールのパネル部分を示す図でる。
【図２】本発明に係る太陽電池モジュールのモジュール枠部分を示す図である。
【図３】本発明に係る太陽電池モジュールのモジュール枠の空洞部に入れる充填材を示す図である。
【図４】従来の太陽電池モジュールのモジュール枠を示す図である。
【符号の説明】
１１；モジュール枠の外壁部、１２；モジュール枠のコ字状部、１３；モジュール枠の内壁部、１４；モジュール枠の底部、１５；モジュール枠の空洞部、１６；ネジ穴、１７；充填材

Claims

透光性基板と裏面材との間に太陽電池素子を配置して外周部に空洞部を有するモジュール枠を取り付けた太陽電池モジュールにおいて、前記モジュール枠の空洞部に充填材を充填したことを特徴とする太陽電池モジュール。
前記充填材が発泡ウレタンであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。